风电并网PPt.ppt

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1、风电并网问题的分析主要内容介绍风力发电系统一、风力发电系统类型二、风力发电系统的模型风电场稳态分析一、含双馈异步发电机的工作原理二、含直驱同步发电机的电力系统潮流计算三、含直驱永磁同步机和双馈异步机的风电场电力系统潮流计算风电场并网对系统影响仿真分析风力发电系统一、风力发电系统类型1、恒速恒频风力发电系统由普通异步发电机组成2、变速恒频风力发电系统双馈异步风力发电机组成直驱永磁同步发电机组成风力发电系统1、恒速恒频风力发电系统采用普通异步发电机的发电系统并网后普通异步发电机在稳定区内运行，普通异步发电机的风电系统运行于额定转速附近，其滑差变

2、化的范围比较小，发电输出频率变化小。风速增大，风力机传给发电机的机械功率增大，反转转矩和输出功率也随着增大。若转子转速大于同步转速的3%~5%，发电机输出功率达到最大值，一旦转子转速超过这个转速，异步发电机会进入不稳定区，反转转矩减小，转速迅速增大，引起飞车。风力发电系统这种风力发电系统中，异步发电机需要消耗无功功率，当风力发电系统并入电网系统薄弱区域或者风力发电机组装机容量比较大时，为了达到提高整个风力发电系统功率因数的目的，需要通过接入电容器组补偿装置（增加异步发电机的励磁电流）。另外，由于风速变化、传动轴倾斜度的变化以及叶片桨距角变化

3、的影响使得普通异步发电机的力矩发生变化，而这种变化无法通过调节装置进行抑制，这些变化会在风电机组的输出功率中反映出来。可见，在恒定电压的电力系统中，功率波动会以电流波动的形式在电网中表现出来。这些会引起电网电压闪变，影响电网电能质量。风力发电系统2、变速恒频风力发电系统采用双馈异步发电机的风力发电系统该类风力发电系统不必使风力机组转速保持恒定，而是通过其他控制方式使得频率保持恒定。因此，它能够实现风力机运行在最佳值，从而实现风能的最佳利用。风力机在额定风速以下是按优化将聚焦定浆距运行，转速有发电机控制系统来控制，同时调节风力机的叶尖速比，以

4、达到实现最大风能系数和最佳功率曲线追踪的目的。风力发电系统2、变速恒频风力发电系统采用双馈异步发电机的风力发电系统追踪与捕获最大风能是该类风力发电系统的控制目的主要优点：运行效率高，可在较大风速范围保持最大功率点和最佳叶尖速比运行。功率因素可调。输出电能恒频恒压，最大风能捕获的追踪控制，而采用适量变换控制技术控制无功功率使得电网的功率因数得到调节，提高了风电并网系统的静态稳定性和动态稳定性。变桨距调节更加简单风电并网实现很好的柔性连接，在并网操作和运行上较普通异步发电系统更容。风力发电系统2、变速恒频风力发电系统采用直驱永磁同步发电机的风力

5、发电系统无齿轮直接驱动，发电机定子绕组与电网通过变频器连接，并且频率变化的电能经变频器转变为和电网频率相等的恒频电能。由于有变频器的解耦控制而与电网完全解耦，因此，变频器的控制系统的控制策略决定了改变苏发电机组的特性。该风力发电机组没有齿轮箱，避免了有关部件的更换或维修，提高了系统结构的可靠性及稳定性。风力发电系统二、风力发电系统的模型1、风速模型2、风力机的功率输出特性3、传动装置模型4、桨距角控制模型5、发电机的数学模型6、风电场的电气接线及风电场模型风力发电系统1、风速模型Vw(m/s)是风力机感受到轮翼高度H(m)处的风速，对测风速

6、高度Ho(m)处风速Vwo(m/s)进行修正，α为修正系数，取1/7风力发电系统1、风速模型风速具有随机性和问歇性的特点，风速模型采用基于四分量叠加法的模拟风速模型：风力发电系统1、风速模型基本风一直存在与风机正常运行过程中，可以通过风电场测风的道德威布尔分布参数近似确定，并且此分量不会随时间而变化。k表示为二部分布的形状参数，A表示威布尔分布的尺度参数，Γ(1+1/k)是伽马函数.风力发电系统1、风速模型阵风描述风速的突变特性，尤其被用于考虑风电系统在较大风速扰动下的动态特性。T1G代表阵风启动时间，VWGmax代表阵风最大值，TG代表阵

7、风周期。风力发电系统1、风速模型渐变风描述风速渐变性能VWRmax代表渐变风风速的最大值，T1R代表渐变风风速的起始时间，T2R代表渐变风风速的终止时间，TR代表渐变风风速的保持时间。风力发电系统1、风速模型随机风描述风速随机性能。F表示扰动范围，Ai表示0~2π之间均匀分布的随机变量，μ表示相对高度的平均风速，Kn表示地标粗糙系数。风力发电系统2、风电机组的功率输出特性PM为机械功率，单位为W，ρ为空气密度，A为风机叶片的扫掠面积。风力发电系统2、风电机组的功率输出特性理想风轮机功率特性曲线当风速在(12~24m/s)范围内时，理想风机速

8、出功率保持恒定，风速在(3~25m/s)范围内时，并且作用在风力达电机组轮翼高度处风速为已知的情况下，可根据P-V特性得到输出的有功功率。风力发电系统3、传动装置模型风力发电机组